JPH0356388B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、太陽熱利用給湯装置の集熱運転制御
に関するものである。

従来の技術 従来の集熱システムは第５図に示すように、圧
縮機１、凝縮器２、減圧機構３、集熱器４、気液
分離器５、及びそれらの集熱配管６より成る冷媒
循環回路と、循環ポンプ７、凝縮器２、貯湯タン
ク８より成る水循環回路と、制御装置１１とによ
り構成されており、凝縮器２において水循環回路
と冷媒循環回路の熱交換が行なわれる。又、集熱
器４に着霧が生じたり積雪を受けた場合に、冷媒
の温度が蒸発温度まで到達せず、集熱器４で十分
に吸熱できない事によつて生じる集熱能力の低下
とシステム効率低下、及び冷却が蒸発せず液体の
状態のまま圧縮機１へ吸入され液圧縮させること
による圧縮機１の信頼性低下を防止するために、
外気温検知センサー９によつて外気温がある設定
値以下を検出すると、制御装置１１によつて圧縮
機１の運転を停止することで集熱を停止し、外気
温が再び同設定値以上であることを検出すると制
御装置１１により圧縮機１の運転を再開すること
で集熱を再開する構成となつていた。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記構成においては外気温が前記設定
値以下の場合でも、風あるいは日射があれば集熱
器４における冷媒の温度は蒸発温度まで上昇する
ため着霜は生じず、圧縮機１への液バツクの心配
がなく、集熱効率の高い運転ができるにもかかわ
らず、上記制御においては圧縮機１の運転を行わ
ないため集熱できないという問題と、外気温が前
記設定温度以上の場合でも、無風あるいは集熱器
４に積雪を生じている場合には集熱器４における
冷媒の温度が蒸発温度まで上昇しないため圧縮機
１への液バツクを生じ、圧縮機１の信頼性低下を
生じると共に集熱効率の低い運転となるにもかか
わらず、上記制御においては、圧縮機１の運転を
再開してしまうという問題を有し、さらに上記問
題点により昇温性能も低下するという問題点を有
していた。

本発明は上記の問題点を解消し、圧縮機の信頼
性低下の原因である液圧縮を防止し、また低外気
温においても風あるいは日射があり集熱効率の高
い運転が可能な場合は、集熱のための運転を可能
とし、さらに昇温性能の優れた太陽熱利用給油装
置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の基本的な構
成は作動媒体として冷媒を用い、この冷媒を圧縮
する圧縮機と、この冷媒の放熱作用を行う凝縮器
と、減圧機構と、太陽熱及び大気熱を吸熱して前
記冷媒を蒸発させる集熱器と、気液分離器とを集
熱配管を介して順次連結して集熱回路を構成し、
前記集熱器内の出口側近傍の冷媒配管部と、前記
圧縮機入口と前記気液分離器とを連結する配管部
とに冷媒温度を検出する温度センサーを各々設
け、これらの温度センサーの検出信号により前記
圧縮機の運転・停止の制御を行う制御装置を設け
たものである。

作 用 本発明は上記した構成により、液圧縮する条件
では直ちに圧縮機の運転を停止し、圧縮機の信頼
性を高めると共に、低外気温でも集熱効率の高い
運転が可能な条件では圧縮機の運転を行い、昇温
性能の向上を可能とするものである。

実施例 以下、本実施例の一実施例を図面に基づいて説
明する。第１図及び第２図において、圧縮機１、
凝縮器２、減圧機構３、集熱器４、気液分離器
５、及びそれを結ぶ集熱配管６より成る冷媒循環
回路と、循環ポンプ７、凝縮器２、貯湯タンク８
より成る水循環回路と、冷媒循環回路の圧縮機１
と気液分離器５を連結する集熱配管６部に設けた
圧縮機１入口の冷媒温度を検知する温度センサー
１０と集熱器４内の出口側近傍の冷媒配管部に設
けた冷媒の蒸発温度を検知するお度センサー１２
と、制御装置１１とにより構成され、集熱器４の
入口から出口の間において太陽熱及び大気熱を吸
熱して気化した冷媒は、冷媒循環回路を回り減圧
機構である膨脹弁３により減圧され気化し易い低
圧液状態で再び集熱器４に送り込まれ吸熱気化す
るというサイクルを繰り返し、凝縮器２において
冷媒循環回路と水循環回路の熱交換を行なうこと
により貯湯タンク８内の湯を沸き上げる。

上記構成において、第３図に示すような制御シ
ーケンスに従い温度センサー１０がOFF時設定
温度以下を一定時間連続して検知すると制御装置
１１により圧縮機１の運転を停止することにより
集熱を停止し、圧縮機１の運転停止後、再び温度
センサー１２がON時設定温度以上を検知すると
制御装置１１により圧縮機１の運転を再開するこ
とにより集熱を再開するものである。

上記構成とすることにより、第４図においてＣ
領域のように低外気温、日射なし、無風のように
集熱器４に着霜が生じるような条件や、Ｄ領域の
ように高外気温でも集熱器４における積雪や目づ
まりによつて集熱器４において冷媒の温度が蒸発
温度まで上昇せず液バツクする条件になり、圧縮
機１に液圧縮の可能性が生じる状態になると、温
度センサー１０により圧縮機１入口の冷媒温度が
OFF時設定値以下に低下したことを検知して制
御装置１１により圧縮機１の運転を停止する。

圧縮機１への液バツク及び集熱能力低下による
効率悪化を防ぐと共に、運転時間を最大限まで延
長可能とすることにより昇温性能も向上する。ま
た、低外気温の場合でも、Ｅ領域のように日射あ
るいは風があり集熱器４に於いて冷媒温度が蒸発
温度まで上昇し着霜を生じないような環境条件の
下では、圧縮機１入口の冷媒温度はOFF時設定
温度までは低下しないため圧縮機１の運転を停止
することはない。これにより集熱効率の高い運転
が継続できる。圧縮機１の運転停止後、集熱器４
の環境条件が集熱運転可能な状態まで復帰し、温
度センサー１２が集熱器４の冷媒温度がON時設
定値以上になつたことを検知すると制御装置１１
により圧縮機１の運転を再会することによつて集
熱を再開する。

しかし、Ｄ領域のように高外気温の場合でも集
熱器４への積雪等により圧縮機１の運転を再開し
ても集熱器４の冷媒温度が蒸発温度まで上昇せず
すぐに液バツクを生じたり、冷媒が集熱器４で十
分に吸収できないことによつて、効率の低い集熱
運転になるような条件下では、温度センサー１２
がON時設定温度以上を検知しないので圧縮機１
の運転を再開することはない。しかも温度センサ
ー１２は集熱器４内の出口側近傍の冷媒配管部に
取付けられており外気温でなく、冷媒の温度を直
接検知できるため誤動作の危険性がなくなる。

なお、第４図においてＡは風、日射がある時の
冷媒温度特性、Ｂは風、日射がない時の冷媒温度
特性で、斜線領域は本実施例の運転域、点領域は
従来の通常運転域である。又、Ｄ領域は従来の積
雪時における運転域である。

発明の効果 本発明によれば次の効果を得る事ができる。

(1) 低外気温条件下において、集熱能力を低下さ
せる事なく、圧縮機の液圧縮を高精度で防止で
き、圧縮機の信頼性が向上する。

(2) 低外気温の場合においても、日射あるいは風
があり圧縮機を運転しても液バツクが生じない
条件下では、集熱効率の高い集熱運転が継続で
きる。

(3) 集熱のための運転時間が延長できる事によ
り、昇温能力が向上する。

(4) 気液分離器と圧縮機を連結する配管部は、液
バツク時の温度変化が大きく、液バツク検知の
精度が向上する。

(5) 集熱器内の出口側近傍の冷媒配管部に設けた
温度センサーは、冷媒の温度を直接制度良く検
知でき、積雪時や氷結時における圧縮機の運転
を防止し、低集熱効率の運転問題が解決する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の太陽熱利用給湯装
置のシステム図、第２図は同装置の集熱器温度セ
ンサー部の上面図、第３図は同装置のシステム制
シーケンス図、第４図は外気温と圧縮機入口冷媒
温度、集熱器冷媒温度の関係を示す特性図、第５
図は従来の太陽熱利用給湯装置のシステム図であ
る。 １……圧縮機、２……凝縮器、３……減圧機
構、４……集熱器、５……気液分離器、６……集
熱配管、１０，１２……温度センサー、１１……
制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 作動媒体として冷媒を用い、この冷媒を圧縮
   する圧縮機と、この冷媒の放熱作用を行う凝縮器
   と、減圧機構と、太陽熱及び大気熱を吸熱して前
   記冷媒を蒸発させる集熱器と、気液分離器とを集
   熱配管を会して順次連結して集熱回路を構成し、
   前記集熱器内の出口側近傍の冷媒配管部と、前記
   圧縮機入口と前記気液分離器とを連結する配管部
   とに冷媒温度を検出する温度センサーを各々設
   け、これら温度センサーの検出信号により前記圧
   縮機の運転・停止の制御を行う制御装置を設けた
   太陽熱利用給湯装置。 ２ 圧縮機入口と気液分離器とを連結する配管部
   に設けた温度センサーが、OFF設定温度以下を
   一定時間検知すると圧縮機の運転を停止し、集熱
   器内の出口側近傍の冷媒配管部に設けた温度セン
   サーが、ON設定温度以上を検知すると、再び圧
   縮機の運転を開始することにより集熱を行う機能
   を有する特許請求の範囲第１項記載の太陽熱利用
   給湯装置。